特征

●低輸入噪聲電壓：2.0nV/√Hz

●高單位增益帶寬：500MHz

●高增益帶寬產(chǎn)品：240MHz

●高輸出電流：90mA

●單個(gè)+5V至+12V操作

●低供電電流：4.8mA/ch

應(yīng)用

●xDSL差分線路接收器

●高動(dòng)態(tài)范圍ADC驅(qū)動(dòng)器

●低噪聲PLL積分器

●跨阻放大器

●精密基帶I/Q放大器

●有源濾波器

說(shuō)明

OPA2822提供非常低的2.0nV/√Hz寬帶輸入噪聲，單位增益穩(wěn)定，電壓反饋建筑。有意的對(duì)于xDSL接收機(jī)應(yīng)用，OPA2822還支持這種低輸入噪聲和極低的諧波失真，特別是在差分配置中。提供足夠的輸出電流來(lái)驅(qū)動(dòng)放大器和編解碼器之間潛在的重負(fù)載。從+5V到+12V電源的2VPP差分輸出在1MHz輸入頻率下的諧波失真≤-100dBc。在低4.8mA/ch電源電流下工作，OPA2822可滿足所有xDSL接收器的要求，包括從單個(gè)+5V條件到±5V，直至單+12V設(shè)計(jì)的各種可能電源電壓。

單+5V電源上的通用應(yīng)用將受益于此降低的電源電壓上的高輸入和輸出電壓擺動(dòng)。低成本的PLL精密積分器也將受益于低電壓噪聲和失調(diào)電壓。基帶I/Q接收機(jī)信道可以在噪聲和失真方面實(shí)現(xiàn)幾乎完美的信道匹配，以支持5MHz、動(dòng)態(tài)范圍大于14位的信號(hào)。

OPA2822相關(guān)產(chǎn)品

典型特性：VS=±6V

TA=+25°C，G=+2，RF=402Ω，RL=100Ω，除非另有說(shuō)明。

典型特性：VS=±6V

TA=+25°C，差分增益=2，RF=604Ω，RL=400Ω，除非另有說(shuō)明。

典型特性：VS=+5V

TA=+25°C，G=+2，RF=402Ω，RL=100Ω，除非另有說(shuō)明。

典型特性：VS=+5V

TA=+25°C，差分增益=+2，RF=604Ω，RL=400Ω，除非另有說(shuō)明。

應(yīng)用程序信息

寬帶無(wú)反轉(zhuǎn)操作

OPA2822提供了一個(gè)獨(dú)特的功能組合，寬帶雙，單位增益穩(wěn)定，電壓反饋放大器，以支持新興通信技術(shù)的極高動(dòng)態(tài)范圍要求。組合-OPA2822具有低2nV/√Hz的輸入電壓噪聲，諧波失真性能可通過(guò)2MHz超過(guò)100dBc SFDR，為新興的高速14位（及更高）轉(zhuǎn)換器提供最高動(dòng)態(tài)范圍的輸入接口。為了達(dá)到這一水平的性能，需要仔細(xì)注意電路設(shè)計(jì)和電路板布局。

圖1顯示了作為電氣特性表基礎(chǔ)的+2配置增益，以及±6V運(yùn)行時(shí)的大多數(shù)典型特性。雖然使用分離±6V電源提供了特性，但大多數(shù)電氣和典型特性也適用于單電源+12V設(shè)計(jì)，其中輸入和輸出工作電壓集中在+12V電源的中點(diǎn)。在±5V下的操作將非常接近所示的±6V工作點(diǎn)。大多數(shù)參考曲線的特征是使用50Ω驅(qū)動(dòng)阻抗的信號(hào)源和50Ω負(fù)載阻抗的測(cè)量設(shè)備。在圖1中，VI端子處的50Ω并聯(lián)電阻器與測(cè)試信號(hào)發(fā)生器的源阻抗匹配，而VO端子上的50Ω串聯(lián)電阻器為測(cè)量設(shè)備負(fù)載提供匹配電阻器。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)表電壓擺動(dòng)規(guī)格在輸出引腳（圖1中的VO）處，而輸出功率（dBm）規(guī)格在匹配的50Ω負(fù)載下。輸出端的總100Ω負(fù)載，加上圖1中非轉(zhuǎn)換配置的804Ω總反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，顯示OPA2822的有效輸出負(fù)載為89Ω。雖然這對(duì)于頻率響應(yīng)測(cè)量來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的負(fù)載值，但是失真會(huì)隨著較輕的輸出負(fù)載而迅速改善。對(duì)于電氣特性表中報(bào)告的失真性能，保持相同的反饋網(wǎng)絡(luò)并將負(fù)載增加到200Ω，將導(dǎo)致總負(fù)載為160Ω。

為了獲得更高的增益，反饋電阻（RF）保持在402Ω，增益電阻（RG）經(jīng)過(guò)調(diào)整以形成典型特性。

與電流反饋設(shè)計(jì)不同，電壓反饋運(yùn)算放大器可以使用范圍廣泛的電阻值來(lái)設(shè)置增益。像OPA2822這樣的低噪聲部件只有在電阻值保持相對(duì)較低的情況下，才會(huì)產(chǎn)生較低的總輸出噪聲。對(duì)于電路在圖1中，電阻器的輸入?yún)⒖茧妷涸肼暦至繛?.8nV/√Hz，接近放大器固有的2nV/√Hz的值。有關(guān)反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)噪聲影響的更完整描述，請(qǐng)參閱本數(shù)據(jù)表后面的設(shè)置電阻值以最小化噪聲部分。一般來(lái)說(shuō)，RF和RG的并聯(lián)組合應(yīng)小于300Ω，以保持OPA2822的低噪聲性能。但是，將這些值設(shè)置得太低可能會(huì)由于輸出負(fù)載而損害失真性能，如典型特性中的失真與負(fù)載數(shù)據(jù)所示。

寬帶逆變操作

將OPA2822作為逆變放大器運(yùn)行有幾個(gè)好處，尤其適合作為xDSL接收器應(yīng)用中混合設(shè)計(jì)的一部分。圖2顯示了作為逆變模式典型特性基礎(chǔ)的-1電路的逆變?cè)鲆妗?/p>

在反向情況下，只有反饋網(wǎng)絡(luò)的射頻元件作為總輸出負(fù)載的一部分出現(xiàn)，與實(shí)際負(fù)載平行。對(duì)于典型特性中使用的100Ω負(fù)載，此反向配置中的有效負(fù)載為86Ω。增益電阻器RG設(shè)置為獲得所需的逆變?cè)鲆妫ㄔ诒纠校鲆鏋楱C1時(shí)為604Ω），而如果需要，可使用附加輸入匹配電阻器（RM）將總輸入阻抗設(shè)置為等于源。在這種情況下，RM=54.9Ω與604Ω增益設(shè)定電阻器并聯(lián)，產(chǎn)生50Ω的匹配輸入阻抗。只有當(dāng)輸入必須與源阻抗匹配時(shí)，才需要RM，如使用圖2的電路進(jìn)行的特性測(cè)試。

為了充分利用OPA2822出色的直流輸入精度，必須匹配每個(gè)輸入端的總直流阻抗，以獲得偏置電流抵消。對(duì)于圖2中的電路，這要求在非換向輸入端接地309Ω電阻器。該電阻值的計(jì)算假定直流耦合50Ω源阻抗以及RG和RM。雖然該電阻器將消除輸入偏置電流，但它必須很好地解耦（圖2中為0.1μF），以過(guò)濾電阻器本身和放大器輸入電流噪聲的噪聲貢獻(xiàn)。

當(dāng)所需的RG電阻在更高增益下接近50Ω時(shí)，圖2中電路的帶寬將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)圖1中相同增益幅度下的帶寬。這是由于當(dāng)分析中包括50Ω源阻抗時(shí)，圖2電路的噪聲增益較低。例如，在信號(hào)增益為–12（RG=50Ω，RM=open，RF=604Ω）時(shí)，圖2電路的噪聲增益將為1+604Ω/（50Ω+50Ω）=7，因?yàn)樵谠肼曉鲆娣匠讨刑砑恿?0Ω源。這將提供比不可逆增益+12更高的帶寬。

單電源無(wú)換向運(yùn)行

OPA2822還可以支持單+5V操作，其卓越的輸入和輸出電壓擺動(dòng)能力。軌道輸入和輸出均不在1.2V范圍內(nèi)。對(duì)于單個(gè)放大器通道，這在單個(gè)+5V電源上提供了非常干凈的2VPP輸出能力，或同時(shí)使用兩個(gè)通道的差分配置的4VPP輸出能力。圖3顯示了作為電氣特性表基礎(chǔ)的+2交流耦合非轉(zhuǎn)換增益，以及單個(gè)+5V電源運(yùn)行的大多數(shù)典型特性。

寬帶單電源運(yùn)行的關(guān)鍵要求是保持輸入和輸出信號(hào)在輸入和輸出的可用電壓范圍內(nèi)擺動(dòng)。圖3的電路使用來(lái)自+5V電源（兩個(gè)804Ω電阻器）的簡(jiǎn)單電阻分壓器建立輸入中點(diǎn)偏置。選擇這兩個(gè)電阻來(lái)提供直流偏置電流抵消，因?yàn)樗鼈兊牟⒙?lián)組合與從逆變節(jié)點(diǎn)向外看的直流阻抗相匹配，即RF。增益設(shè)定電阻不是從逆變節(jié)點(diǎn)向外看的直流阻抗的一部分，因?yàn)榕c之串聯(lián)的阻斷電容器。然后輸入信號(hào)被交流耦合到中點(diǎn)電壓偏置中。選擇輸入阻抗匹配電阻器（57.6Ω）進(jìn)行測(cè)試，以在包括偏置分頻器網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)組合時(shí)提供50Ω的輸入匹配（高頻）。增益電阻（RG）是耦合的，直流增益為+1。這使輸出也在輸入中點(diǎn)偏壓（VS/2）處居中。當(dāng)顯示該電路使用+5V電源時(shí)，該電路可用于高達(dá)+12V的單電源操作。

單電源逆變操作

對(duì)于那些需要反向增益為-1操作的+5V典型特性，使用圖4中的測(cè)試電路。

與圖2中的電路一樣，反饋電阻（RF）已增加到604Ω，以減少與100Ω實(shí)際負(fù)載平行的負(fù)載效應(yīng)。使用RB的兩個(gè)1.21kΩ電阻器，非轉(zhuǎn)換輸入偏置為VS/2（在本例中為2.5V）。這兩個(gè)電阻（605Ω）的并聯(lián)組合通過(guò)匹配反向輸入節(jié)點(diǎn)外的直流阻抗提供輸入偏置電流抵消。使用0.1μF電容器，非可逆輸入偏置也得到了很好的解耦，從而既降低了電源噪聲，又降低了輸入端的電阻和偏置電流噪聲。

增益電阻（RG）設(shè)置為等于反饋電阻（RF）為604Ω，以實(shí)現(xiàn)從VI到VO的期望增益-1。直流閉鎖電容器與RG串聯(lián)，以將輸入偏置和偏置電壓不變時(shí)的直流增益降低到+1。這將VS/2偏置電壓置于輸出引腳，并減少輸出直流偏移誤差項(xiàng)。使用設(shè)置為54.9Ω的附加RM電阻器，將信號(hào)輸入阻抗與50Ω電源匹配。在較高的頻率下，RM和RG的并聯(lián)組合提供50Ω的輸入阻抗匹配。這主要用于測(cè)試和特性描述，系統(tǒng)應(yīng)用不一定需要這種輸入阻抗匹配，特別是當(dāng)源設(shè)備物理上靠近OPA2822和/或不需要50Ω輸入阻抗匹配時(shí)。在較高的增益下，信號(hào)源阻抗將開(kāi)始對(duì)OPA2822的表觀噪聲增益（因此，帶寬）產(chǎn)生重大影響。

ADSL接收放大器

OPA2822的主要應(yīng)用之一是作為ADSL調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)中的低功耗、低噪聲的接收放大器。OPA2822可以很好地支持單+5V、±5V和單+12V電源的應(yīng)用。對(duì)于更高的電源，考慮雙低噪聲THS6062 ADSL接收放大器，它可以支持高達(dá)±15V的電源。圖5顯示了一個(gè)典型的ADSL接收機(jī)設(shè)計(jì)，其中OPA2822被用作反向求和放大器，以提供驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)抵消和接收信道增益。在圖5的電路中，驅(qū)動(dòng)器差分輸出電壓顯示為VD，而接收器通道輸出顯示為VR。

這兩組電阻器R1和R2被設(shè)置為從變壓器繞組為到達(dá)變壓器線路側(cè)的信號(hào)提供所需的增益，并為發(fā)送至接收器輸出的驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)（VD）提供標(biāo)稱(chēng)抵消。通常，兩個(gè)RS電阻器被設(shè)置為通過(guò)變壓器提供阻抗匹配。這是通過(guò)設(shè)置RS=0.5•（RL/N2）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中N是線路驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)所用的匝數(shù)比。如果以這種方式設(shè)置RS，并且實(shí)際的雙絞線顯示預(yù)期的RL阻抗值，則VD處產(chǎn)生的電壓擺幅將在變壓器輸入處被削減一半。在這種情況下，設(shè)置R1=2•R2將在接收器的輸出處實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)的取消。基本上，驅(qū)動(dòng)器輸出電壓在R1中產(chǎn)生一個(gè)電流，該電流與R2中的電流完全匹配，這是由于變壓器輸入端輸出信號(hào)的衰減和反轉(zhuǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，R1和R2通常是RC網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率變化線路阻抗的抵消。

隨著變壓器匝數(shù)比的變化，以支持不同的線路驅(qū)動(dòng)器和電源電壓組合，接收器-放大器噪聲的影響也會(huì)發(fā)生變化。典型地，DSL系統(tǒng)為接收器產(chǎn)生線參考噪聲貢獻(xiàn)，該貢獻(xiàn)可針對(duì)圖5的電路計(jì)算。例如，從線路到接收器輸出的總增益為1，并選擇輸入電阻R2，其余電阻將由驅(qū)動(dòng)器取消和增益要求設(shè)置。通過(guò)設(shè)置電阻值，可以計(jì)算由OPA2822引起的線參考噪聲貢獻(xiàn)。R1將被設(shè)置為R2值的2倍，反饋電阻將被設(shè)置為通過(guò)變壓器恢復(fù)增益損失。表一顯示了總行參考噪聲下限（dBm/Hz），在變壓器匝數(shù)比范圍內(nèi)使用三個(gè)不同的R2值（放大器增益在每個(gè)匝比下調(diào)整）。

表一顯示，較低的變壓器匝數(shù)比會(huì)降低線參考噪聲，電阻噪聲將在較高值時(shí)開(kāi)始降低噪聲，尤其是在從500Ω到1kΩ時(shí)。一般來(lái)說(shuō)，如果ADSL調(diào)制解調(diào)器的性能低于–145dBm，則由于接收器信道而產(chǎn)生的線路參考噪聲地板不會(huì)限制ADSL調(diào)制解調(diào)器的性能。

有源濾波器應(yīng)用

作為一種低噪聲、低失真、單位增益穩(wěn)定的電壓反饋放大器，OPA2822為高性能有源濾波器提供了一個(gè)理想的積木。由于有兩個(gè)通道可用，它可以用作級(jí)聯(lián)2級(jí)有源濾波器或差分濾波器。圖6顯示了由兩個(gè)二階Sallen鍵段級(jí)聯(lián)而成的6階帶通濾波器，傳輸零點(diǎn)以及由高通和低通部分組成的無(wú)源后濾波器。第一放大器提供二階高通級(jí)，而第二級(jí)放大器提供二階低通級(jí)。圖7顯示了這個(gè)示例濾波器的頻率響應(yīng)。

差分有源濾波器如圖8所示。該電路顯示了一個(gè)單電源、二階高通濾波器，其轉(zhuǎn)角頻率設(shè)置為ADSL-CPE調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用提供所需的高通功能。為了使用這個(gè)電路，混合電路將在濾波器的輸入端實(shí)現(xiàn)為無(wú)源求和電路。對(duì)于僅+5V的ADSL設(shè)計(jì)，優(yōu)選在放大器之前實(shí)現(xiàn)一部分濾波，從而限制未取消的線路驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的振幅。這種類(lèi)型的接收級(jí)通常在編解碼器設(shè)置ADC（模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器）輸入信號(hào)的高頻截止之前驅(qū)動(dòng)低通濾波器。圖9顯示了圖8中高通電路的頻率響應(yīng)。

高動(dòng)態(tài)范圍ADC驅(qū)動(dòng)器

在高性能應(yīng)用中，存在許多電路方法來(lái)提供ADC之前的最后一級(jí)放大。對(duì)于信號(hào)通道可以交流耦合的非常高動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)用，圖10所示的電路提供了優(yōu)異的性能。大多數(shù)超高性能adc>12位性能需要差分輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍。圖10的電路通過(guò)1:2匝的比率變壓器將單端電源轉(zhuǎn)換為差分，然后驅(qū)動(dòng)反向增益設(shè)置電阻器（RG）。這些電阻器固定在100Ω，以提供與變壓器一次側(cè)50Ω電源匹配的輸入。然后可以通過(guò)設(shè)置反饋電阻值來(lái)調(diào)整增益。為了獲得最佳性能，該電路在±5V電源上以地為中心輸出，盡管+12V電源也可以提供出色的結(jié)果。由于大多數(shù)高性能轉(zhuǎn)換器都是在一個(gè)+5V的電源上工作的，所以輸出通過(guò)交流阻斷電容器電平變換到轉(zhuǎn)換器輸入的共模輸入電壓（VCM），然后在輸入轉(zhuǎn)換器之前進(jìn)行低通濾波。該電路用于10kHz至10MHz的輸入，因此輸出高通角設(shè)置為1.6kHz，而低通截止設(shè)置為20MHz。這些是示例截止頻率；實(shí)際的濾波要求將由具體的應(yīng)用程序來(lái)設(shè)置。

1:2匝比變壓器還提供了輸入?yún)⒖荚肼曄禂?shù)的改進(jìn)。方程式1顯示了該電路的噪聲系數(shù)（NF）計(jì)算，其中RG被限制為提供與RS（通過(guò)變壓器）的輸入匹配，然后設(shè)置RF以獲得所需的整體增益。在這些約束條件下（非互易輸入上為0Ω），噪聲系數(shù)方程大大簡(jiǎn)化。

式中：RG=1/2 n2RS

n=變壓器匝數(shù)比

α=RF/RG en=運(yùn)算放大器輸入電壓噪聲

in=反向輸入電流噪聲

KT=4E-21J[T=290°K]

增益（dB）=20對(duì)數(shù)[nα]

設(shè)計(jì)工具

示范板

有兩塊PC板可用于輔助使用OPA2822的兩種封裝樣式對(duì)電路性能進(jìn)行初步評(píng)估。這兩個(gè)都是免費(fèi)的，作為一個(gè)不受歡迎的個(gè)人電腦板提供的描述性文件。這些電路板的摘要信息如表1所示。

宏模型和應(yīng)用程序支持

使用SPICE對(duì)電路性能進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬通常是分析OPA2822在其預(yù)期應(yīng)用中的性能的一種快速方法。這對(duì)于視頻和射頻放大器電路來(lái)說(shuō)尤其如此，因?yàn)榧纳娙莺碗姼性陔娐沸阅苤衅鹬饕饔谩PA2822的SPICE模型可通過(guò)TI網(wǎng)站獲得。 這些模型可以很好地預(yù)測(cè)各種運(yùn)行條件下的小信號(hào)交流和瞬態(tài)性能。它們?cè)陬A(yù)測(cè)諧波失真特性方面做得不好。這些型號(hào)不試圖區(qū)分封裝類(lèi)型在其小信號(hào)交流性能。

操作建議

設(shè)置電阻值以最小化噪聲

要充分利用OPA2822的低輸入噪聲，需要仔細(xì)注意外部增益設(shè)置和直流偏置網(wǎng)絡(luò)。反饋電阻是整個(gè)輸出負(fù)載的一部分（如果設(shè)置得太低，可能會(huì)開(kāi)始降低失真）。考慮到這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)的一個(gè)好的起點(diǎn)是選擇盡可能低的反饋電阻（與負(fù)載失真問(wèn)題一致），然后繼續(xù)設(shè)計(jì)，并根據(jù)需要設(shè)置其他電阻。為了保持完整的性能，將反饋電阻設(shè)置在200Ω到750Ω的范圍內(nèi)可以為設(shè)計(jì)提供一個(gè)良好的開(kāi)端。圖11顯示了任何運(yùn)算放大器的完整輸出噪聲分析模型。

總輸出斑點(diǎn)噪聲電壓可以計(jì)算為所有平方輸出噪聲電壓項(xiàng)之和的平方根。方程2顯示了輸出噪聲電壓表達(dá)式的一般形式，使用圖11中所示的術(shù)語(yǔ)。

將該表達(dá)式除以噪聲增益（NG=1=RF/RG）將得到非轉(zhuǎn)換輸入的總等效點(diǎn)噪聲電壓，如等式3所示：

在方程3中插入高電阻值可以迅速控制總等效輸入?yún)⒖茧妷涸肼暋Ｒ粋€(gè)250Ω源阻抗的非轉(zhuǎn)換輸入將增加和放大器本身一樣多的噪聲。如果非換向輸入是直流偏置路徑（如在逆變或某些單電源應(yīng)用中），關(guān)鍵是要在該電阻器中加入噪聲分流電容器，以限制這些電阻器的附加噪聲影響（參見(jiàn)圖2中的示例）。

頻率響應(yīng)控制

電壓反饋運(yùn)算放大器，如OPA2822，隨著信號(hào)增益的增加，閉環(huán)帶寬逐漸減小。理論上，這種關(guān)系用電特性中顯示的增益帶寬積（GBP）來(lái)描述。理想情況下，用GBP除以無(wú)反轉(zhuǎn)信號(hào)增益（也稱(chēng)為噪聲增益，NG）可以預(yù)測(cè)閉合環(huán)路帶寬。實(shí)際上，這一原理只有在相位裕度接近90°時(shí)才成立，就像在高增益配置中一樣。在低增益下，大多數(shù)高速放大器將表現(xiàn)出比GBP預(yù)測(cè)的更低的相位裕度和更高的帶寬的更復(fù)雜的響應(yīng)。OPA2822經(jīng)過(guò)補(bǔ)償，在增益為+2時(shí)產(chǎn)生輕微峰值頻率響應(yīng)（參見(jiàn)圖1中的電路）。在增益為+2時(shí)，200MHz的典型帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了用240MHz的GBP除以2的增益所預(yù)測(cè)的帶寬。隨著增益的增加，GBP預(yù)測(cè)的帶寬更加準(zhǔn)確。如典型特征所示，在增益為+10時(shí)，24MHz的-3dB帶寬與用GBP除以10預(yù)測(cè)的帶寬相匹配。

反轉(zhuǎn)操作提供了一些有趣的機(jī)會(huì)來(lái)增加可用的信號(hào)帶寬。當(dāng)源阻抗與增益電阻匹配時(shí)（例如圖10），信號(hào)增益為（1+RF/RG），而噪聲增益為（1+RF/2RG）。這使噪聲增益幾乎減少了一半，擴(kuò)展了信號(hào)帶寬并增加了環(huán)路增益。例如，在圖10中設(shè)置RF=500Ω將為放大器提供5V/V的信號(hào)增益。但是，包括通過(guò)1:2變壓器反射的50Ω源阻抗，將為每個(gè)放大器的噪聲增益分析提供額外的100Ω源阻抗。這將噪聲增益降低到1+500Ω/200Ω=3.5V/V，并使放大器帶寬至少為240MHz/3.5=68MHz。

驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載

對(duì)運(yùn)算放大器來(lái)說(shuō)，最苛刻也是最常見(jiàn)的負(fù)載條件之一就是電容負(fù)載。通常，電容性負(fù)載是ADC的輸入，包括可用于改善ADC線性度的附加外部電容。當(dāng)電容性負(fù)載直接施加在輸出引腳上時(shí)，像OPA2822這樣的高速、高開(kāi)環(huán)增益放大器很容易受到穩(wěn)定性下降和閉環(huán)頻率響應(yīng)峰值的影響。在環(huán)路中引入一個(gè)附加的電容性負(fù)載，可以考慮在環(huán)路中引入一個(gè)附加的電容性負(fù)載。有人提出了解決這個(gè)問(wèn)題的幾種外部解決辦法。當(dāng)主要考慮的是低噪聲和低失真的頻率響應(yīng)平坦度時(shí)，最簡(jiǎn)單和最有效的解決方案是通過(guò)在放大器輸出和電容性負(fù)載之間插入一個(gè)串聯(lián)的隔離電阻，將電容性負(fù)載與反饋回路隔離。這并沒(méi)有從環(huán)路響應(yīng)中消除極點(diǎn)，而是將其移位，并在更高頻率下加零。附加零位的作用是消除電容性負(fù)載極的相位滯后，從而增加相位裕度，提高穩(wěn)定性。

典型特性顯示了推薦的RS與電容性負(fù)載以及負(fù)載下產(chǎn)生的頻率響應(yīng)。對(duì)于以+2增益運(yùn)行的OPA2822，在沒(méi)有電容性負(fù)載的情況下，輸出引腳處的頻率響應(yīng)已經(jīng)稍微達(dá)到峰值，需要相對(duì)較高的RS值來(lái)平坦負(fù)載下的響應(yīng)。降低所需RS值的一種方法是使用圖12中的噪聲增益調(diào)整電路。

兩個(gè)輸入端的電阻RNG可以用來(lái)增加噪聲增益，同時(shí)保持期望的信號(hào)增益。這既可以用來(lái)改善低增益下的平坦度，也可以用來(lái)降低電容負(fù)載驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中所需的RS值。該電路通過(guò)調(diào)節(jié)RNG，產(chǎn)生典型特性下的增益平坦度曲線。如該曲線所示，RNG為452Ω時(shí)，NG為3，在信號(hào)增益為+2時(shí)提供異常的頻率響應(yīng)平坦度。方程4給出了給定目標(biāo)噪聲增益（NG）和信號(hào)增益（G）時(shí)RNG的計(jì)算：

式中：RS=非轉(zhuǎn)換輸入上的總源阻抗【圖12中的25Ω】

G=信號(hào)增益[1+（RF/RG）]

NG=噪聲增益目標(biāo)

使用該技術(shù)獲得初始頻率響應(yīng)平坦度將顯著降低在電容性負(fù)載下獲得平坦響應(yīng)所需的串聯(lián)電阻值。使用最佳情況下噪聲增益3和信號(hào)增益2可以降低所需的RS，如圖13所示。這里，所需的RS與電容性負(fù)載隨典型特性的數(shù)據(jù)一起重新填充。這表明，在輸入端使用RNG=452Ω可以大大降低實(shí)現(xiàn)平坦響應(yīng)所需的RS值。

失真性能

通過(guò)2825兆赫的頻率傳輸信號(hào)的失真度非常低。雖然其主要目的是通過(guò)1.1MHz的最大ADSL頻率提供非常低的噪聲和失真，但差分配置中的OPA2822可以在5MHz的4VPP擺幅下提供低于-85dBc的失真。對(duì)于需要通過(guò)更高頻率實(shí)現(xiàn)極低失真的應(yīng)用，考慮更高的轉(zhuǎn)換速率放大器，如OPA687或OPA2681。

典型特性表明，在基波信號(hào)達(dá)到非常高的頻率或功率水平之前，SFDR的極限將是二次諧波失真，而不是可以忽略的三次諧波分量。然后聚焦于二次諧波，增加負(fù)載阻抗直接改善失真。然而，在偶數(shù)階失真項(xiàng)中，差分運(yùn)算提供了最顯著的改善。例如，電氣特性表明，OPA2822的單通道以1MHz的頻率向200Ω負(fù)載傳輸2VPP，通常會(huì)在-92dBc時(shí)顯示二次諧波乘積，而在-102dBc時(shí)會(huì)出現(xiàn)三次諧波。將配置更改為差分驅(qū)動(dòng)器（每個(gè)輸出仍然驅(qū)動(dòng)2VPP）會(huì)導(dǎo)致4VPP總差分輸出轉(zhuǎn)化為400Ω差分負(fù)載，為每個(gè)放大器提供相同的單端負(fù)載200Ω。這種配置將二次諧波降至-103dBc，三次諧波降至約-105dBc，整體動(dòng)態(tài)范圍改善超過(guò)10dB。

對(duì)于一般失真分析，請(qǐng)記住，放大器上的總負(fù)載包括反饋網(wǎng)絡(luò)；在非反轉(zhuǎn)配置中，這是RF+RG的總和，而在反向配置中，該附加負(fù)載只是RF。增大輸出電壓擺幅直接增加了諧波失真。輸出擺幅增加6dB通常會(huì)增加第二次諧波12dB和第三次諧波18dB。增加信號(hào)增益通常也會(huì)增加二次諧波和三次諧波，因?yàn)榄h(huán)路增益在高增益時(shí)會(huì)降低。同樣，電壓增益增加6dB將使二次諧波失真增加約6dB。OPA2822的失真特性曲線顯示三次諧波失真對(duì)增益的影響很小。最后，由于環(huán)路增益隨頻率的衰減，總失真通常隨著基頻的增加而增加。相反，失真將改善到低頻，下降到約50kHz的主開(kāi)環(huán)極點(diǎn)。這將在音頻波段產(chǎn)生基本上無(wú)法測(cè)量的諧波失真水平。

OPA2822具有極低的三階諧波失真。這也提供了非常好的2音3階互調(diào)截獲，如典型特征所示。當(dāng)通過(guò)50Ω匹配電阻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，截距曲線定義為50Ω負(fù)載，以便與射頻MMIC設(shè)備直接比較。該網(wǎng)絡(luò)將輸出端到負(fù)載的電壓擺幅衰減6dB。如果OPA2822直接驅(qū)動(dòng)到高阻抗設(shè)備（例如ADC）的輸入端，則不會(huì)發(fā)生這種6dB的衰減。在這些條件下，截獲將至少提高6dBm。截距用于預(yù)測(cè)兩個(gè)緊密間隔頻率的互調(diào)雜散。如果兩個(gè)測(cè)試頻率f1和f2是以平均頻率和δ頻率fO=（f1+f2）/2和∆=| f2–f1 |來(lái)規(guī)定的，則第三階雜音將出現(xiàn)在fO±3•∆處。兩個(gè)相等測(cè)試音調(diào)功率電平與雜散互調(diào)功率電平之間的差值由∆dBc=2•（IM3–PO）得出，其中IM3是從典型規(guī)范中提取的截距，PO是兩個(gè)緊密間隔的測(cè)試頻率中任何一個(gè)在50Ω負(fù)載下的功率電平（dBm）。例如，在增益為+2配置的1MHz時(shí)，OPA2822在匹配的50Ω負(fù)載下的截距為57dBm。如果兩個(gè)頻率的全包絡(luò)需要為2VPP，則每個(gè)音調(diào)將設(shè)置為4dBm。然后，三階互調(diào)雜散音調(diào)將比測(cè)試音調(diào)功率電平低2•（57–4）=106dBc（–102dBm）。如果同樣的2VPP 2音包絡(luò)線直接傳送到ADC的輸入端，而沒(méi)有匹配的損耗或50Ω網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，截距將至少增加到63dBm。在相同的信號(hào)和增益條件下，但現(xiàn)在直接驅(qū)動(dòng)到輕負(fù)載，則雜散音調(diào)將至少比測(cè)試音調(diào)功率水平低2•（63–4）=118dBc。

直流精度和偏移控制

OPA2822由于其高開(kāi)環(huán)增益、高共模抑制、高電源抑制以及低輸入偏移電壓和偏置電流偏移誤差，可以提供優(yōu)異的直流信號(hào)精度。為了充分利用低輸入偏移電壓（25°C時(shí)最大±1.2mV），還需要注意輸入偏置電流消除。OPA2822的高速輸入級(jí)具有相對(duì)較高的輸入偏置電流（8μA典型地進(jìn)入管腳），但兩個(gè)輸入電流之間的匹配非常接近，通常為100nA的輸入偏置電流。通過(guò)匹配兩個(gè)輸入端的源阻抗，可以大大降低總輸出偏移電壓。例如，向圖1的電路添加偏置電流消除的一種方法是將175Ω串聯(lián)電阻器插入50Ω端接電阻器的非轉(zhuǎn)換輸入端。如果50Ω源電阻是直流耦合的，這將使無(wú)換向輸入偏置電流的源阻抗增加到200Ω。由于這現(xiàn)在等于反向輸入（RF | | RG）外的阻抗，電路將消除偏置電流效應(yīng)，只留下偏置電流乘以反饋電阻作為輸出的殘余直流誤差項(xiàng)。使用402Ω反饋電阻器，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，由輸入偏置電流引起的輸出直流誤差現(xiàn)在將小于0.7μa•402Ω=0.28mV。這明顯低于輸入偏移電壓的貢獻(xiàn)。當(dāng)增益為+2時(shí)，最大輸入偏移電壓為1.5mV，在-40°C至+85°C溫度范圍內(nèi)，總的最大輸出偏移為（±3mV±0.28mV）=±3.3mV（對(duì)于圖1的電路，包括非反轉(zhuǎn)輸入處的額外175Ω電阻器）。

熱分析

OPA2822在大多數(shù)操作條件下不需要散熱或氣流。所需的最高結(jié)溫將限制如下所述的最大允許內(nèi)部功耗。在任何情況下，最高結(jié)溫不得超過(guò)+150°C。

工作結(jié)溫度（TJ）由TA+PDθJA給出。總內(nèi)部功耗（PD）是靜態(tài)功率（PDO）和輸出級(jí)（PDL）消耗的附加功率之和。靜態(tài)功率就是指定的空載供電電流乘以整個(gè)部件的總供電電壓。PDL將取決于所需的輸出信號(hào)和負(fù)載，但對(duì)于接地電阻負(fù)載，當(dāng)輸出固定在等于任一電源電壓一半的電壓時(shí)（假設(shè)雙極供電相等），PDL將處于最大值。在此條件下，PDL=VS2/（4•RL），其中RL包括反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

注意，決定內(nèi)部功耗的是輸出級(jí)而不是負(fù)載中消耗的功率。作為一個(gè)worstcase示例，計(jì)算OPA2822E的最大TJ，兩個(gè)通道在AV=+2、RL=100Ω、RF=400Ω、±VS=±5V和規(guī)定的最大TA=85°C下工作。

最大

該計(jì)算代表達(dá)到最大可能工作結(jié)溫度的最壞情況組合。在大多數(shù)操作條件下，結(jié)溫將遠(yuǎn)低于此處計(jì)算的123°C。

OPA2822中的輸出電流受到限制，以防止短路情況下的損壞。此限流輸出約220mA，超過(guò)額定典型輸出電流150mA。典型和最小輸出電流限值被設(shè)置為線性操作，而典型特性中顯示的最大輸出為非線性限制性能。

電路板布局

要想用像OPA2822這樣的高頻放大器來(lái)獲得最佳性能，需要仔細(xì)注意電路板布局寄生和外部元件類(lèi)型。優(yōu)化性能的建議包括：

a）、寄生電容最小化所有信號(hào)輸入/輸出引腳的任何交流接地。輸出端和反向輸入端上的寄生電容會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定：在非換向輸入端，它會(huì)與源阻抗發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致無(wú)意的帶寬限制。為了減少不必要的電容，信號(hào)I/O引腳周?chē)乃械孛婧碗娫雌矫嫔隙紤?yīng)該打開(kāi)一個(gè)窗口。否則，地面和動(dòng)力飛機(jī)應(yīng)該在其他地方保持完整。

b）、縮短距離（<0.25”）從電源引腳到高頻0.1μF去耦電容器。在設(shè)備引腳處，接地和電源平面布局不應(yīng)靠近信號(hào)輸入/輸出引腳。避免窄功率和接地痕跡，以盡量減少器件引腳和去耦電容器之間的電感。主電源連接（插腳4和8）應(yīng)始終與這些電容器斷開(kāi)連接。主電源引腳上還應(yīng)使用較大的（2.2μF至6.8μF）去耦電容器，在較低頻率下有效。這些可以放置在離設(shè)備稍遠(yuǎn)的地方，并且可以在PC板的相同區(qū)域中的多個(gè)設(shè)備之間共享。

c）、仔細(xì)選擇和放置外部組件將保持OPA2822的高頻性能。電阻器應(yīng)為非常低的電抗類(lèi)型。表面貼裝電阻工作最好，并允許更緊湊的整體布局。金屬薄膜和碳成分軸向引線電阻器也能提供良好的高頻性能。同樣，保持他們的導(dǎo)線和PC板跟蹤長(zhǎng)度盡可能短。切勿在高頻應(yīng)用中使用線繞式電阻器。由于輸出引腳和逆變輸入引腳對(duì)寄生電容最為敏感，因此始終將反饋和串聯(lián)輸出電阻器（如有）盡可能靠近輸出引腳。其他網(wǎng)絡(luò)元件，如非轉(zhuǎn)換輸入端接電阻器，也應(yīng)放在靠近封裝的地方。即使低寄生電容分流外部電阻，過(guò)高的電阻值也會(huì)產(chǎn)生顯著的時(shí)間常數(shù)，從而降低性能。好的軸向金屬膜或表面貼裝電阻器與電阻器并聯(lián)時(shí)大約有0.2pF。對(duì)于電阻值>1.5kΩ，該寄生電容會(huì)在500MHz以下增加一個(gè)極和/或零，從而影響電路運(yùn)行。保持電阻值盡可能低，以符合寄生負(fù)載、失真和噪聲的考慮。典型特性中使用的402Ω反饋是設(shè)計(jì)的良好起點(diǎn)。

d）、與其他寬帶設(shè)備的連接板上可采用短的直接記錄道或通過(guò)板上傳輸線。對(duì)于短連接，將跟蹤和到下一個(gè)設(shè)備的輸入視為集中電容負(fù)載。最好在地面上開(kāi)50米左右的跑道。估計(jì)總電容性負(fù)載，并根據(jù)推薦的RS與電容性負(fù)載的曲線設(shè)置RS。如果需要較長(zhǎng)的記錄道，并且雙端接傳輸線固有的6dB信號(hào)損耗是可接受的，則使用微帶線或帶狀線技術(shù)實(shí)現(xiàn)匹配阻抗傳輸線（請(qǐng)參閱有關(guān)微帶和帶狀線布局技術(shù)的ECL設(shè)計(jì)手冊(cè)）。50Ω的環(huán)境通常不需要在船上使用，事實(shí)上，更高的阻抗環(huán)境將改善失真，如失真與負(fù)載圖所示。根據(jù)電路板材料和跡線尺寸定義的特征板跡線阻抗，在目標(biāo)器件輸入端使用匹配的串聯(lián)電阻，從OPA2822輸出端進(jìn)入跟蹤。還要記住，終端阻抗將是并聯(lián)電阻和目標(biāo)設(shè)備輸入阻抗的并聯(lián)組合；應(yīng)設(shè)置總有效阻抗以匹配跟蹤阻抗。多個(gè)目的地設(shè)備最好作為單獨(dú)的傳輸線來(lái)處理，每一個(gè)都有自己的串聯(lián)和并聯(lián)終端。如果雙端接傳輸線的6dB衰減不可接受，則長(zhǎng)記錄道只能在源端串聯(lián)端接。在這種情況下，將軌跡視為電容性負(fù)載，并設(shè)置串聯(lián)電阻值，如RS與電容性負(fù)載的關(guān)系圖所示。這將無(wú)法保持信號(hào)完整性以及雙端接線路。如果目的設(shè)備的輸入阻抗較低，則由于串聯(lián)輸出形成的分壓器進(jìn)入終端阻抗，會(huì)有一些信號(hào)衰減。

e）、不建議將OPA2822這樣的高速零件套入。插座引入的額外引線長(zhǎng)度和管腳間電容會(huì)產(chǎn)生極為麻煩的寄生網(wǎng)絡(luò)，這幾乎不可能實(shí)現(xiàn)平滑、穩(wěn)定的頻率響應(yīng)。將OPA2822焊接到電路板上可獲得最佳效果。

輸入和ESD保護(hù)

OPA2822是使用非常高速的互補(bǔ)雙極工藝制造的。由于這些非常小的幾何器件，內(nèi)部結(jié)擊穿電壓相對(duì)較低。這些細(xì)分反映在絕對(duì)最大評(píng)級(jí)表中。所有的設(shè)備引腳都由內(nèi)部的ESD保護(hù)二極管保護(hù)電源，如圖14所示。

這些二極管提供適度的保護(hù)，以輸入高于電源的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓。保護(hù)二極管通常可支持30mA連續(xù)電流。如果可能有更高的電流（例如，在帶有±15V電源部件驅(qū)動(dòng)至OPA2822的系統(tǒng)中），應(yīng)在兩個(gè)輸入端添加限流串聯(lián)電阻器。保持這些電阻值盡可能低，因?yàn)楦咧禃?huì)降低噪聲性能和頻率響應(yīng)。

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